[发明专利]具有单个共用时钟的有源天线阵列及中继多个无线电信号的方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2009年12月30日提交的US专利申请No.12/650,021的优先权和权益。

本申请涉及2009年12月30日提交的、名称为“An Active Antenna System for a Mobile Communications Network as well as a Method for Relaying a Plurality of Radio Signals through the Active Antenna System(一种用于移动通信网络的有源天线系统及一种用于通过该有源天线系统中继多个无线电信号的方法)”的US专利申请序列号No.12/650,025。该申请的整体内容通过参考并入本文。

技术领域

本发明的领域涉及一种用于移动通信网络的有源天线系统及一种用于通过该有源天线系统中继多个无线电信号的方法。

背景技术

在现有技术的一般基站中，给在基站中的每个收发器提供本地振荡信号。同样，在无线射频拉远应用中，也单独给设置在无线射频拉远应用中的每个收发器提供单个本地振荡信号。需要提供大量的单个本地振荡信号，因为每个收发器可以在不同通道上运行。也可以包括多个本地振荡器，以便通过去除单个本地振荡器可能出现的单点故障来提高可靠性。

与使用大量单个本地振荡器的方法相关的一个问题是与提供多个本地振荡器关联的芯片的费用和实际空间，以及可能需要校准不同的振荡器。这在启动阶段是个问题。例如，如果在启动阶段没有正确地校准单个本地振荡器，这样会导致难以确保正确地进行无线电信号所需的波束成形操作。具体地，这样会意味着不能正确地计算无线电信号沿着所需方向的正确波束形状。

图1表示在现有技术中已知并且包括多个发送路径的有源天线阵列的示例。在图1中(以及在后续附图中)仅示出在顶部的第一个信号路径、在中间的第二个信号路径以及在底部的最后或者第n个信号路径。为了简洁起见，未示出第三个到第(n-1)个发送路径。

在数字域中要发送的无线电信号从左边到达有源天线阵列并且被馈送到数字信号处理器15。数字信号处理器15将要发送的无线电信号分配给多个输出路径16a、16b、...、16n。在示出的现有技术示例中，要由多个输出路径16a、16b、...、16n发送的无线电信号是数字IF发送信号，其在数字信号处理器15中已经经历升频转换。其他处理也可以在数字信号处理器15中发生并且这样包括，但不限于：波峰因子缩小、数字预失真、及数字波束成形。这些处理的包括或者省略对本发明描述的教导没有影响。为了简化，在后续的附图标记中将省略涉及所有路径的字母。

将仅详细地描述发送信号从上部的一个输出路径16a的通过。应该认识到，所有其他输出路径16b、...、16n是相同的。输出路径16a连接到数模转换器20a，该数模转换器在使模拟信号通过第一滤波器25a之前将来自数字信号处理器15的数字IF发送信号转换为模拟信号，以获得在期望频带中的那些已滤波发送信号。在期望频带中的那些已滤波发送信号被发送到第一混频器30a。第一混频器30a借由第一振荡器35a将已滤波发送信号升频转换到模拟中间频带。第一振荡器35a由来自第一参考时钟100a的信号计时。

第一混频器30a的输出在第二滤波器40a中滤波并且传送到中间频率放大器45a。中间频率放大器45a的输出传送到第二混频器50a，在第二混频器50a它被用来自第二本地振荡器55a的振荡信号升频转换。第二本地振荡器55a也由第一参考时钟100a计时。

来自第一混频器50a的发送信号现在处于发送频带(无线电频率)并且在进入发送滤波器70a以及传送到无线电频率输出端80a之前通过第三滤波器60a进入无线电频率放大器65a。无线电频率输出端80a连接到来自天线阵列(未示出)的多个天线元件的其中一个。分接头75通过路径85提供到数字信号处理器15的反馈循环，路径85允许要考虑的无线电信号的预失真处理的校准和更新。

发明内容

本发明公开了一种用于移动通信网络的有源天线阵列。所述有源天线阵列包括用于在第一频带中继无线电信号的多个天线元件。所述多个天线元件连接到多个信号路径。所述有源天线信号系统具有连接到所述多个信号路径的多个信号输入端。多个第一混频器出现在所述多个信号路径中，所述第一混频器在所述第一频带和第二频带之间转换无线电信号的频率。多个第一本地振荡器连接到所述多个第一混频器，并且单个参考时钟通过多个第一振荡信号路径连接到所述多个本地振荡器的不同个振荡器，并且也连接到数字信号处理器。